Эфир и Димитил.

утилизация сбросной теплоты от работающего ДВС в качестве энергии для расщепления молекул воды в физико-химических процессах.химико-физическая активность Н2О и ДМЭ к воде (растворимость ДМЭ в воде), позволяющая дать энергию возбуждения для каталитического расщепления Н2О на кислород и водород. Гидратация диметилового эфира в метанол представляет собою экзотермическую реакцию с выделением 6,3 кДж/моль теплоты.Энергетическое устройство, работающее с обогащением диметилового эфира Н2 в упрощённом виде устроено следующим образом: ДМЭ из сосуда вместе с Н2О из входа и теплотой из циркуляционного теплопровода поступает в паровой реформер-радиатор с катализатором, где при давлении 0,5÷0,7 МПа и температурах 200÷300°С и происходит следующая каталитическая реакция с образованием синтез-газа:СН3ОСН3 + Н2О = 2CО + 4Н2 + 250 кДж/МольИз парового реформера-радиатора синтез-газ в виде 2СО + 4Н2 далее поступает в ресивер и затем для сжигания в двигатель внутреннего сгорания. Реакция горения синтез-газа в двигателе протекает согласноследующему уравнению:2СО + 4Н2 + 3О2 = 2СО2 + 4Н2О – 1720 кДж/МольВ результате осуществлённого парового риформинга, диметиловый эфир в присутствии катализатора и утилизации сбросной теплоты от ДВС теплотворная способность ДМЭ с 32,1 МДж/кг повысилась до 37,8 МДж/кг со всеми вытекающими из этого следствиями существенного повышения КПД на диметиловом эфире до 70-75%.Диметиловый эфир может быть использован для получения водорода в целях его последующего электрического окисления в электро-химических генераторах или в топливных элементах и получения электрической энергии.Хорошо известны водородно-кислородные (воздушные) топливные элементы, в которых энергия химических реакций может напрямую преобразовываться в электрическую энергию. Реакция электрического окисления водорода в топливных элементах для получения электроэнергии происходит следующим образом:2Н2 + О2 = 2Н2О – 4e– (электричество, минуя преобразование в тепло, от 4-х протонов 4Н+ 2-х молекул H2).Средний КПД водородно-воздушных топливных элементовсоставляет порядка 75%. Мощность и массогабаритные показатели топливных элементов зависят от скорости генерации электрического тока, увеличение которого в свою очередь достигается путём увеличения давления и температуры подаваемого топлива, а также посредствомиспользования для электродов соответствующих катализаторов.Существует возможность совершить при помощи ДМЭ качественный скачок в транспортной энергетике и перевести в ближайшее будущее весь тяжелый и средний транспорт на электрическую энергию с собственным автономным химическим источником питания, безопасным для окружающей среды.Таким образом, идея инженеров и исследователей, чтобы на экономически и технически целесообразном уровне производить водород на борту транспортного средства и расходовать его немедленно в движении, реализована и осуществлена. Дело теперь осталось в широком масштабе применения достижений научно-технического прогресса.5История ДМЭ в РоссииДолгое время ДМЭ в Российской Федерации получали только как побочный продукт синтеза метанола. В 1991 году из-за резкого снижения спроса на метанол было принято решение организовать производство ДМЭ из метанола-сырца, ввиду того, что из всех полезных составляющих только диметиловый эфир содержится в количестве, достаточном для выделения. В апреле 2001 года на"Новомосковском Азоте" в цехе "Синтез", где производился аммиак и метанол, была смонтирована ректификационная колонна для получения диметилового эфира из метанола-сырца. Сегодня эта установка выпускает 50 тонн ДМЭ в месяц. Мощности небольшие, но и спрос невелик. Весь объем небольшими партиями покупают несколько компаний, в их числе "Альтекстрой", "НХС", "Аверс", "Интрейд" и "ДиметилЭко". Последняя была создана в 2002 году совместно с правительством Москвы и МХК "Еврохим" для внедрения целевой программы "Диметиловый эфир – экологически безопасное дизельное топливо для города Москва".Сейчас "ДиметилЭко" покупает лишь 10–12 тыс. тонн ДМЭ в месяц.С 1966 года аналогичная новомосковской установка по производству диметилового эфира работала на "Щекиноазоте", но в 1986 она была остановлена все по той же причине – отсутствие сбыта.В 2004 году вышло распоряжение правительства Москвы "Об организации работ по внедрению диметилового эфира на транспорте в качестве экологически безопасного альтернативного топлива". После этого у "Щекиноазот" появился заказчик – столица России. И пока в Москве институтом двигателей разрабатывалась топливная аппаратура на ДМЭ, на "Щекиноазот" началась реконструкция установки по производству диметилового эфира, повторный запуск которой был осуществленв 2007 году. Проектная мощность установки составляет 3 тыс. тонн в год.В 2012 году руководством компании "Щекиноазот" было принято решение развивать отечественное производство диметилового эфира парфюмерного качества, организовав совместное предприятие с компанией PCC SE (Германия), – ООО "ДМЭ Аэрозоль" [8].Проектная мощность установки составляет 20 тысяч тонн в год. Производство данного продукта отличается высокой экологичностью, минимальным воздействием на окружающую среду.ЗаключениеЕсли для бензинового двигателя экономичной заменой в ближайшей перспективе может стать двигатель, работающий на природном газе (или другом виде газа), то для дизеля проблема намного сложнее. Она связана с тем, что конвертация дизельного двигателя на природный газ требует, в отличие отбензинового, его коренной, а потому дорогостоящей перестройки. Проще всего поэтому переводить дизель не на природный газ, а на его производную – диметиловый эфир (ДМЭ). Подобная перестройка требует лишь изменения некоторых узлов и обходится гораздо дешевле, чем перевод на природный газ.Диметиловый эфир (ДМЭ) – C2H6O. Может производиться как из угля, природного газа, так и из биомассы. Большое количество диметилового эфира производится из отходов целлюлозно-бумажного производства. Сжижается при небольшом давлении. Диметиловый эфир – экологически чистое топливо без содержания серы, содержание оксидов азота в выхлопных газах на 90 % меньше, чем у бензина. Цетановое число диметилового дизеля более 55, при том, что у классического нефтяного 38-53. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30 % содержании в топливе.Теплота сгорания ДМЭ около 30 МДж/кг, у классических нефтяных топлив – около 42 МДж/кг. Одна из особенностей применения ДМЭ – его более высокая окисляющая способность (благодаря содержанию кислорода), чем у классического топлива.Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобалонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя.Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что технические и экономические предпосылки для применения ДМЭ в дизельных двигателях, а также широкая сырьевая база и новейшие технологии производства ДМЭ позволяют считать ДМЭ возможной альтернативой дизельному топливу.Список литературы1. Грехов Л. В., Марков В. А. // Транспорт на альтернативном топливе.– 2010.– №3(15).– C. 62.2. Голубков Л. Н., Дунин А. Ю. // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо.– 2011.– №4(58)3. Марков В.А., Козлов С.И. Топлива и топливоподача многотопливных и газодизельных двигателей. М.: МГТУ, 2000. - 296с.4. Пути решения проблем использования диметилового эфира в качестве топлива для дизелей. Голубков Л.Н., ЭсмаилзадеЭбрахим.- м., 2004.5. Рыжкин С.В. Анализ и расчет свойств диметилового эфира как моторного топлива // 3-й Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе. Научно-техническая конференция. / МАДИ(ГТУ) 20076. Лукшо В.А. Однотопливная система питания диметиловым эфиром для дизельного двигателя //Альтернативные источники энергии для транспорта и энергетики больших городов / Сборник докладов. Ч. 2. М.: Изд-во Прима-Пресс-М,2005.7. Отчет 2002 г. "Разработка и создание рабочего процесса и элементов ТА двигателей, использующих в качестве топлива диметиловый эфир, синтез-газ, природный газ. Руководитель темы В.Н. Луканин, руководитель раздела темы Л.Н. Голубков. М., 2002.- 104 с.8. Наш диметиловый эфир – первый в России [Электронный ресурс] Режим доступа: https://newstula.ru/fn_386607.html(Дата обращения 25.04.2019).9. Надежды конструкторов, водителей и экологов [Электронный ресурс] Режим доступа: https://os1.ru/article/5475-dimetiloviy-efir-nadejdy-konstruktorov-voditeley-i-ekologov-ch-4 (Дата обращения 25.04.2019).